Pelastajat etsivät joka vuosi kymmeniä tuhansia luonnosta kadonneita ihmisiä. Kaupungeista katsottuna teknologinen voimamme näyttää niin valtavalta, että se kestää minkä tahansa tehtävän. Näyttää siltä, että ota tusina droneja, kiinnitä kamera ja lämpökamera jokaiseen, kiinnitä neuroverkko ja siinä kaikki - se löytää kenet tahansa 15 minuutissa. Mutta tämä ei ole ollenkaan totta.
Tähän asti teknologialla on monia rajoituksia, ja pelastusryhmät kampaavat valtavia alueita satojen vapaaehtoisten kanssa.
Sistema hyväntekeväisyyssäätiö käynnisti viime vuonna Odyssey-projektin, jonka tavoitteena on löytää uusia teknologioita ihmisten etsimiseen. Siihen osallistui satoja insinöörejä ja suunnittelijoita. Mutta jopa tekniikkataitoiset ja kokeneet ihmiset eivät joskus ymmärtäneet, kuinka läpäisemätön metsä on tekniikalle.
Vuonna 2013 kaksi pientä tyttöä, Alina Ivanova ja Ayana Vinokurova, katosivat Jakutian Sinskin kylässä. Valtavia joukkoja lähetettiin etsimään heitä: he varustivat satoja vapaaehtoisia, pelastusryhmiä, sukeltajia ja droneja lämpökameroilla. Helikopterimateriaali julkaistiin, jotta kaikki voivat katsella tallenteita Internetissä. Mutta voima ei riittänyt. Mitä tytöille tapahtui, ei vielä tiedetä.
Jakutia on valtava. Jos se olisi osavaltio, se olisi pinta-alaltaan kymmenen suurimman joukossa. Mutta tällä jättimäisellä alueella asuu alle miljoona ihmistä. Tällaisessa loputtomassa, autiossa taigassa Nikolai Nakhodkin työskenteli 12 vuotta Jakutian pelastuspalvelussa, joista 9 vuotta johtajana. Kun olosuhteet ovat huonommat kuin koskaan ja resurssit ovat niukat, meidän on keksittävä uusia tapoja löytää ihmisiä. Ja kuten Nikolai sanoo, ideat eivät tule hyvästä elämästä.
Nikolai Nakhodkin
Vuodesta 2010 lähtien Jakutian pelastuspalvelu on käyttänyt droneja. Tämä on Venäjän federaation hätätilanteiden ministeriöstä erillinen organisaatio, jota tasavalta itse rahoittaa. Laitteille ei ole niin tiukkoja määräyksiä, joten hätätilanneministeriö alkoi käyttää droneja paljon myöhemmin. Palvelussa toimii myös tieteellinen ryhmä, jossa innokkaat insinöörit kehittävät sovellettavia teknologioita pelastajille.
”Olemassa olevat etsintätavat, joita hätäministeriö, pelastuslaitokset ja kaikenlaiset lainvalvontaviranomaiset eivät ole muuttuneet 30-luvun jälkeen. Jäljittäjä seuraa polkua, koira auttaa olemaan eksymättä, kertoo tiederyhmän vetäjä Alexander Aitov. "Jos ihmistä ei löydy, Jakutiasta nousee kokonainen kylä, kaksi, kolme. Kaikki yhdistävät ja kampaavat metsiä. Elävän ihmisen etsimisessä jokainen tunti on tärkeä, ja aika loppuu nopeasti. Siitä ei ole koskaan tarpeeksi. Kun tragedia tapahtui Sinskissä, mukana oli paljon ihmisiä ja laitteita, mutta tuloksetta. Samanlaisia tilanteita tapahtuu etsiessään autiolla taigalla. Tämän jotenkin korjaamiseksi syntyi ajatus olla näkemättä kadonnutta passiivisena linkkinä, vaan käyttää omaa pelastushaluaan ja aktiivista elämänjanoaan."
Pelastusinsinöörit päättivät koota pelastusvalo- ja äänimajakoita - melko suuria, mutta kevyitä laitteita, jotka lähettävät kovaa ääntä ja hehkuvat pitkään ja herättävät huomion yötä päivää. Eksynyt henkilö, joka tulee heidän luokseen, löytää vettä, keksejä ja tulitikkuja - ja samalla ohjeita istua paikallaan ja odottaa pelastajia.
Tällaiset majakat sijaitsevat kolmen kilometrin etäisyydellä toisistaan ja ympäröivät likimääräisen kadonneen henkilön etsintäalueen. Ne pitävät matalaa ääntä, aivan kuin auto jyriisi - koska korkeat taajuudet leviävät paljon huonommin metsässä. Usein pelastetut luulivat seuranneensa tien ääniä tai lähtevää turistiryhmää.
Majakat olivat uskomattoman yksinkertaisia. Tämä ei ollut ensimmäinen kerta, kun tiederyhmä oli toteuttanut alkeellisia mutta nerokkaita ratkaisuja.
”Esimerkiksi pelastajille kehitettiin kelluva puku. Housut ja takki näyttävät tavallisilta haalareilta, mutta vedessä pitävät ihmisen pinnalla. Täysin utilitaristinen puku on kaksikerroksinen. Sisälle on ommeltu polyuretaanivaahtorakeita. Sukellussukellusta alhaisissa lämpötiloissa on kehitetty. Kun paineilma laajenee kylmällä säällä, venttiilit peittyvät huurteen peittoon ja ihminen tukehtuu. Useat instituutit eivät keksineet, mitä tehdä tälle - he kehittivät erikoismateriaaleja, tekivät sähkölämmitystä ja esittelivät kaikenlaisia moderneja lähestymistapoja.
Kaverimme ratkaisivat ongelman 500 ruplalla. He kuljettivat kylmän ilman, joka tulee sylinteristä (ja ne menevät veden alle jopa -57 lämpötilassa) kiinalaisen termospullon läpi kulkevan kierukan läpi. Ilma lämpenee, ihmiset joutuvat veden alle ja voivat työskennellä siellä."
Mutta majakat ovat liian yksinkertaisia; niistä puuttuu monia hyödyllisiä toimintoja. Etsintöjen aikana pelastaja joutui säännöllisesti juoksemaan pitkiä matkoja tarkistaakseen jokaisen majakan. Jos majakoita on kymmenen, pelastajan on käveltävä 30 km taigan läpi 3-4 tunnin välein.
Vuonna 2018 Sistema hyväntekeväisyyssäätiö käynnisti Odyssey-projektin, kilpailun tiimeille, jotka yrittävät uusien tekniikoiden avulla löytää uusimmat keinot pelastaa kadonneita ihmisiä luonnosta. Nikolai Nakhodkin ja Alexander Aitov ja heidän ystävänsä päättivät osallistua - he kutsuivat joukkuetta "Nakhodkaksi" ja toivat yksinkertaisimman laitteensa parantaakseen sitä kilpailemaan muiden kanssa.
Sisäministeriön mukaan Venäjällä katosi vuonna 2017 lähes 84 tuhatta ihmistä, joista puolta ei löydetty. Jokaista kadonnutta etsittiin keskimäärin sata ihmistä. Siksi Odyssey-kilpailun tehtävänä oli "luoda teknologioita, jotka auttavat löytämään kadonneita ihmisiä metsästä ilman viestintälähdettä. Nämä voivat olla laitteita, antureita, droneja, uusia viestintävälineitä ja kaikkea, mihin mielikuvituksesi pystyy."
”Yksi ei-ilmeisistä – tai fantasiaratkaisuista – on biotutkajärjestelmällä varustettu ilmalaiva. Mutta tiimillä ei ollut prototyyppiä, ja he rajoittuivat esittelemään vain ideansa”, kertoo kilpailuasiantuntija Maxim Chizhov.
Toinen ryhmä päätti käyttää seismiseä anturia - laitetta, joka tunnistaa ihmisen askeleet ja näyttää suunnan, josta ne tulevat maan värähtelyjen joukossa. Prototyypin avulla he jopa onnistuivat löytämään ylimääräisen, joka kuvasi "kadonnutta" (kuten osallistujat hellästi kutsuivat heitä), mutta joukkue ei päässyt kilpailussa pitkälle.
Kesäkuuhun 2019 mennessä useiden Leningradin, Moskovan ja Kalugan alueiden metsissä suoritettujen harjoittelutestien jälkeen 19 parasta joukkuetta pääsi semifinaaliin. Heille annettiin tehtävänä löytää kaksi lisälaitetta alle 2 tunnissa 4 neliökilometrin alueelta. Toinen liikkui metsässä, toinen makasi yhdessä paikassa. Jokaisella joukkueella oli kaksi yritystä löytää henkilö.
”Semifinalistien joukossa yksi joukkue halusi luoda parven droneja, joiden piti lentää puiden latvojen alla, tekoälyn ohjaamana, määrittämään liikesuunnan, lentämään runkojen ympäri, väistelemään oksia ja oksia. Tekoälyä käyttämällä se analysoi ympäristöä ja tunnistaisi henkilön.
Mutta tämä ratkaisu on vielä melko kaukana toteutumisesta toimivassa muodossa. Luulen, että sen toimiminen kestää noin vuoden, ainakin testiolosuhteissa, Maxim Chizhov sanoo.
ALB-hakuryhmä oli lähellä menestystä. Heillä oli radiopuhelimeen yhdistettävä kaiutin, mikrofoni, joka pystyi kuuntelemaan ympäröivää tilaa, kamera ja tietokone tekoälyllä sekä koulutettu hermoverkko, joka prosessoi kuvia kamerasta reaaliajassa, jossa ihminen pystyi olla nähty.
”Operaattori voisi analysoida ei tuhansia kuvia, mikä on fyysisesti mahdotonta, vaan kymmeniä tai jopa yksiköitä ja sitten tehdä päätöksen: muuttaako dronin reittiä, tarvitaanko tiedusteluun lisädronia vai lähettääkö heti etsintäryhmän. ”
Mutta useimmat joukkueet kohtasivat samanlaisia ongelmia - teknologiaa ei mukautettu todellisen metsän olosuhteisiin.
Tietokonenäkö, johon monet luottivat, toimi testeissä puistoissa ja metsissä – mutta osoittautui hyödyttömäksi tiheissä metsissä.
Myös lämpökamerat, joita noin kolmasosa joukkueista toivoi, osoittautuivat tehottomiksi. Kesällä - ja silloin useimmat ihmiset katoavat - lehdet lämpenevät niin paljon, että ne muuttuvat jatkuvaksi kuumaksi pisteeksi. Yöllä on helpompi etsiä lyhyessä ajassa, mutta lämpöpisteitä on silti paljon - kuumia kantoja, eläimiä ja paljon muuta. Kamera voisi auttaa todentamaan epäilyttävät paikat, mutta yöllä siitä on vähän hyötyä.
Kaiken lisäksi lämpökamerat osoittautuivat vaikeaksi saada. "Valitettavasti EU:n ja muiden maiden meille asettamien rajoitusten vuoksi hyviä lämpökameroita ei ole saatavilla Venäjällä", sanoi Aleksei Grishaev tähän tekniikkaan luottaneesta Vershina-tiimistä.
”Markkinoilla saatavilla olevissa lämpökameroissa on digitaalinen ulostulo taajuudella 5-6 kuvaa sekunnissa ja lisäksi analoginen videolähtö korkealla kuvataajuudella mutta huonolla kuvanlaadulla. Lopulta löysimme erittäin hyvän kiinalaisen lämpökameran. Voisi sanoa, että olimme onnekkaita - Moskovassa oli vain yksi tällainen. Mutta se näytti kuvan pienellä näytöllä, jossa mitään ei näkynyt.
Useimmat joukkueet käyttivät videolähtöä. Tiimimme pystyi hiomaan mallia ja saamaan siitä korkealaatuisen digitaalisen kuvan 30 kuvan sekunnissa taajuudella. Tuloksena on erittäin vakava lämpökamera. Todennäköisesti vain sotilasmallit ovat parempia."
Mutta nämäkin ongelmat ovat vasta alkua. Sen lyhyen ajan aikana, jonka UAV lensi hakualueen yli, kamerat ja lämpökamerat keräsivät kymmeniä tuhansia kuvia. Niitä oli mahdotonta lähettää pisteeseen lennossa - metsän yläpuolella ei ollut Internetiä tai matkapuhelinyhteyttä. Siksi drooni palasi pisteeseen, tallenteet ladattiin sen medialta, kuluttamalla tähän vähintään puoli tuntia, ja lopulta he saivat sen verran materiaalia, että sitä ei olisi fyysisesti mahdollista katsoa tunneissa. Tässä tilanteessa Vershina-tiimi käytti erityistä algoritmia, joka korosti kuvia, joissa havaittiin lämpöpoikkeavuuksia. Tämä lyhensi tietojen käsittelyaikaa.
”Näimme, että kaikki karsintakokeisiin tulleet joukkueet eivät ymmärtäneet, mitä metsä on. Että metsässä radiosignaali etenee eri tavalla ja katoaa melko nopeasti”, Maxim Chizhov ilmoitti lehdistötilaisuudessa. ”Näimme myös joukkueiden yllätyksen, kun yhteys katkesi jo puolentoista kilometrin etäisyydellä lähtöpaikasta. Joillekin Internetin puute metsän yläpuolella oli yllätys. Mutta tämä on todellisuutta. Tämä on metsä, johon ihmiset eksyvät."
Valo- ja äänimajakoihin perustuva tekniikka on osoittanut itsensä hyvin. Finaaliin pääsi neljä joukkuetta, joista kolme luotti tähän päätökseen. Heidän joukossaan on "Nakhodka" Jakutiasta.
”Kun näimme tämän viidakon lähellä Moskovaa, tajusimme heti, ettei siellä ollut mitään tekemistä droonien kanssa. Jokaista työkalua tarvitaan tiettyyn tehtävään, ja ne sopivat suurten avoimien tilojen tarkasteluun”, Alexander Aitov sanoo.
Semifinaaliin mennessä joukkueessa oli vain kolme henkilöä, jotka kävelivät metsän läpi ja asettivat majakat etsintäalueelle. Ja vaikka monet ratkaisivat teknisiä ongelmia, Nakhodka työskenteli kuin pelastajat. "Sinun on käytettävä ei-maatalouden psykologiaa, kun vain kattaa alueen. Sinun täytyy käyttäytyä kuin pelastaja, asettua kadonneen henkilön paikalle, katsoa likimääräistä suuntaa, minne hän voi mennä, mitkä polut."
Mutta tähän mennessä Nakhodkan majakat eivät olleet enää niin yksinkertaisia kuin ne olivat olleet Jakutiassa useita vuosia sitten. Sistema-apurahojen avulla tiimin insinöörit kehittivät radioviestintätekniikkaa. Nyt kun ihminen löytää majakan, hän painaa nappia, pelastajat saavat välittömästi signaalin ja tietävät tarkalleen, missä majakassa kadonnut henkilö odottaa heitä. UAV:ta ei tarvita etsimiseen, vaan radiosignaalin toistimen nostamiseen ilmaan ja aktivointisignaalin lähetyssäteen lisäämiseen majakoista.
Kaksi muuta tiimiä on kehittänyt kokonaisia hakujärjestelmiä äänimajakoiden perusteella. Esimerkiksi MMS Rescue -tiimi on luonut kannettavien majakkaiden verkoston, jossa jokainen majakka on toistin, joka mahdollistaa signaalin lähettämisen sen aktivoinnista myös ilman suoraa radioyhteyttä etsintäpäämajan kanssa.
"Meillä on joukko harrastajia, jotka ottivat tämän tehtävän vastaan ensimmäistä kertaa", he sanovat. ”Olimme mukana muilla aloilla - teknologia, IT, meillä on asiantuntijoita avaruusalalta. Tapasimme yhdessä, hyökkäsimme ja päätimme tehdä tämän päätöksen. Pääkriteerit olivat alhaiset kustannukset ja helppokäyttöisyys. Jotta kouluttamattomat ihmiset voivat ottaa sen käyttöön ja soveltaa sitä."
Toinen joukkue, Stratonauts, onnistui löytämään ylimääräisen nopeimmin samankaltaisella ratkaisulla. He kehittivät erityisen sovelluksen, joka seurasi dronin sijaintia, majakoiden sijaintia ja kaikkien pelastajien sijaintia. Majakat toimittanut drone toimi myös koko järjestelmän toistimena, jotta majakoiden signaali ei eksyisi metsään.
"Se ei ollut helppoa. Eräänä päivänä olimme todella märkiä. Kaksi ihmisestämme meni metsään tuuliputouksen läpi, ja he ymmärsivät, että tämä oli kaukana piknikille menosta. Mutta palasimme väsyneinä ja onnellisina – lopulta löysimme henkilön molemmilla yrityksillä vain 45 minuutissa”, sanoo Stanislav Yurchenko Stratonautsista.
"Käytimme droneja siirtämään majakoita vyöhykkeen keskelle varmistaaksemme parhaan mahdollisen peiton. Drone voi kuljettaa yhden majakan yhdellä lennolla. Se on pitkä – mutta nopeampi kuin ihminen. Käytimme pieniä kompakteja DJI Mavickin droneja - yksi majakka on sen kokoinen. Tämä on enimmäismäärä, jonka se voi kantaa, mutta se toimii budjetilla. Tietysti haluaisin löytää täysin itsenäisen ratkaisun. Tekoälyllä, jotta drone skannaa metsää ja määrittää vapautuspisteet. Meillä on nyt operaattori, mutta kilometrin kuluttua yhteys katkeaa, jos emme käytä lisälaitteita. Siksi seuraavassa vaiheessa keksimme jotain."
Mutta yksikään tiimi ei löytänyt liikkumatonta henkilöä, ja mikä tärkeintä, he eivät koskaan keksineet, miten se tehdään. Teoriassa vain Vershinan tiimillä oli mahdollisuus löytää hänet, joka kaikista vaikeuksista huolimatta onnistui löytämään miehen ja pääsemään finaaliin lämpökameran ja kameran avulla.
"Aluksi meillä oli idea käyttää kahta lentokonetyyppistä dronia", sanoo Aleksei Grishaev Vershinasta. "Kehitimme ne määrittämään ilmakehän koostumuksen, ja meillä on edelleen tehtävämme tehdä jokasään UAV. Päätimme kokeilla niitä tässä kilpailussa. Kummankin nopeus on 90-260 km/h. UAV:n suuri nopeus ja ainutlaatuiset aerodynaamiset ominaisuudet mahdollistavat haun kaikissa sääolosuhteissa ja mahdollistavat nopean skannatun alueen.
Tällaisten laitteiden etuna on, että ne eivät putoa, kun moottori sammutetaan, vaan jatkavat liukumista ja laskeutumista laskuvarjolla. Huonona puolena on, että ne eivät ole yhtä ohjattavia kuin nelikopterit.
Vershina-päädrone on varustettu lämpökameralla ja joukkueen muokkaamalla korkearesoluutioisella kameralla, kun taas toisessa droonissa on vain valokuvakamera. Pää-UAV:ssa on mikrotietokone, joka ryhmän kehittämän ohjelmiston avulla havaitsee itsenäisesti lämpöpoikkeamat ja lähettää niiden koordinaatit yksityiskohtaisen kuvan kanssa molemmista kameroista. "Tällä tavalla meidän ei tarvitse katsoa kaikkea materiaalia livenä, mikä antaa käsityksen noin 12 000 kuvaa lentotunnissa."
Mutta tiimi oli äskettäin luonut lentokonetekniikan, ja siinä oli edelleen monia ongelmia - laukaisujärjestelmän, laskuvarjon, autopilotin kanssa. "Pelkäsimme viedä häntä tutkimuksiin - hän saattoi vain kaatua. Halusin välttää teknisiä ongelmia. Siksi valitsimme klassisen ratkaisun - DJI Matrice 600 Pron.
Huolimatta kaikista vaikeuksista, joiden vuoksi monet hylätyt kamerat ja lämpökamerat, Vershina onnistui löytämään ylimääräisen. Tämä vaati paljon työtä ensinnäkin lämpökameran kanssa ja toiseksi itse hakumenetelmien kanssa.
Kolmen kuukauden ajan tiimi testasi tekniikkaa, jonka avulla lämpökamera pystyi katsomaan maata katosten välissä. ”Vähän tuuriakin kävi, sillä ekstrojen reitti kulki sellaisissa metsissä, ettei yksikään lämpökamera nähnyt mitään. Ja jos henkilö on väsynyt ja istuu jonnekin puun alla, häntä on mahdotonta löytää.
Kieltäydyimme alusta alkaen kampaamasta kokonaan metsää UAV-laitteillamme. Sen sijaan päätimme etsiä henkilöä lentämällä avoimien, avoimien alueiden yli. Saavuin paikalle etukäteen tutkimaan aluetta ja piirsin kaikkien saatavilla olevien online-karttojen avulla UAV:lle reitit vain niiden paikkojen yli, joissa ihminen voisi teoriassa olla näkyvissä."
Aleksein mukaan useiden droonien käyttäminen yhdessä samanaikaisesti on erittäin kallista (yksi kuljetusväline, jolla on tekninen ratkaisu aluksella etsimiseen, maksaa yli 2 miljoonaa ruplaa), mutta lopulta se on välttämätöntä. Hän uskoo, että tämä tarjoaa mahdollisuuden havaita paikallaan oleva lisä. ”Aluksi halusimme etsiä vuodepotilasta. Meistä näytti, että löydämme joka tapauksessa jotain mobiilia. Ja majakkajoukkueet etsivät vain jotain liikkuvaa."
Kysyin Alexander Aitovilta Nakhodka-tiimistä - eivätkö he ajattele, että kaikki ovat jo hautaaneet staattisen henkilön etukäteen? Loppujen lopuksi majakat ovat hänelle hyödyttömiä.
Hän ajatteli sitä. Minusta tuntui, että kaikki muut tiimit puhuivat insinööriongelmien ratkaisemisesta hymyillen ja pilke silmissä. MMS Rescuen kaverit vitsailivat, että pudonnut majakka voi pudota suoraan makaavan ihmisen päälle. "Stratonautit" myönsivät, että tämä on erittäin vaikea supertehtävä, johon ei ole vielä ideoita. Ja Nakhodkan pelastaja puhui, kuten minusta näytti, surun ja toivon sekoitettuna:
– Taigassamme katosi kolme ja puolivuotias tyttö. Hän vietti siellä kaksitoista päivää, ja kymmenen päivän ajan suuri joukko ihmisiä suoritti etsintöjä. Kun he löysivät hänet, hän makasi ruohikolla, melkein näkymätön ylhäältä. Löytyy vain kampaamalla.
Jos majakat laitettiin... kolmen ja puolen vuoden ikäisenä, lapsi on jo aivan tajuissaan. Ja ehkä hän olisi lähestynyt häntä ja painanut nappia. Luulen, että osa ihmishenkiä olisi pelastettu.
- Pelastuiko hän?
- Hän kyllä.
Syksyllä neljä jäljellä olevaa joukkuetta menevät Vologdan alueelle, ja heidän edessään oleva tehtävä on paljon vaikeampi - löytää henkilö vyöhykkeeltä, jonka säde on 10 kilometriä. Eli yli 300 neliökilometrin alueella. Olosuhteissa, joissa droonilla on puolen tunnin lento, puiden latvat särkyvät näkökyvyn ja viestintä katkeaa jo kilometrin jälkeen. Kuten Maxim Chizhov sanoo, yksikään prototyyppi ei ole valmis tällaisiin olosuhteisiin, vaikka hän uskoo, että kaikilla on mahdollisuus. Lisa Alert -etsintä- ja pelastusryhmän puheenjohtaja Grigory Sergeev lisää:
”Tänään olemme valmiita käyttämään paria näkemäämme teknologiaa, ja se tulee olemaan tehokasta. Ja kehotan kaikkia osallistujia ja ei-osallistujia - pojat, testaa tekniikkaa! Tule etsimään kanssamme! Ja sitten ei ole kenellekään salaisuus, että metsä on läpinäkymätön radiosignaaleille ja lämpökamera ei näe kruunujen läpi. Suurin unelmani on löytää enemmän ihmisiä pienemmällä vaivalla.”
Lähde: will.com